התגלה בעל החיים הראשון בעולם שאינו נושם

עד לתגלית החדשה סברו המדענים כי כל האורגניזמים המשתייכים לממלכת בעלי החיים נושמים חמצן, וזקוקים לו כדי להתפתח * המאמר התפרסם אמש (24.2.20) בכתב העת PNAS 

בתמונה: תמונה פלואורסנטית של נבגי הטפיל צילום: (.Prof. Stephen D. Atkinson (Oregon State University, OR
בתמונה: תמונה פלואורסנטית של נבגי הטפיל
צילום: (.Prof. Stephen D. Atkinson (Oregon State University, OR

חוקרים באוניברסיטת תל אביב, בהובלת פרופ' דורותה הושון מבית הספר לזואולוגיה וממוזיאון הטבע ע״ש שטיינהרדט, גילו, לראשונה בתולדות המדע, בעל חיים שאינו נושם אוויר. מדובר בטפיל זעיר, בעל פחות מעשרה תאים, בשם Henneguya salminicola, שחי ברקמת השריר של הסלמון. החוקרים שריצפו את הגנום שלו מצאו כי אין לו כלל גנים הקשורים לנשימה אירובית – התהליך שבו התא מייצר אנרגיה בעזרת חמצן. המשמעות היא שבניגוד לכל בעלי החיים שהיו מוכרים עד כה, טפיל זה אינו צורך חמצן ליצירת אנרגיה.

המחקר נערך במימון BSF – הקרן הדו-לאומית למדע ארה"ב-ישראל. במחקר השתתפו פרופ' ג'רי ברתולומיו מאוניברסיטת אורגון סטייט וחוקרים מאוניברסיטת קנזס ומהמרכז הלאומי למחקר מדעי CNRS בצרפת. המאמר התפרסם אמש (24.2.20)  בכתב העת PNAS.

"במסגרת מחקר מקיף אנחנו מרצפים את הגנום של מגוון רחב של טפילי דגים," מסבירה פרופ' הושון. "בין היתר ריצפנו את הגנום של Henneguya salminicola – בעל חיים זעיר, בעל פחות מ-10 תאים, שחי ברקמת השריר של דג הסלמון ושייך למערכת הצורבים. להפתעתנו גילינו שלחיה הזאת אין כלל גנים הקשורים לתהליך הנשימה האירובית בתא. המשמעות היא שבניגוד לכל בעלי החיים המוכרים, וביניהם קרובי משפחתו של הטפיל עצמו, כמו המדוזות, האלמוגים ושושנות הים, היצור הזה אינו צורך חמצן לנשימה. עד היום הכרנו אורגניזמים אחרים, כמו חיידקים, פטריות ואמבות, שמייצרים אנרגיה ללא חמצן – אך אלה אינם מוגדרים כמשתייכים לממלכת בעלי החיים. הטפיל שמצאנו הוא היצור הראשון המוגדר כבעל חיים שהתגלה כחסר יכולת לנשום חמצן."

עד לתגלית החדשה סברו המדענים כי כל האורגניזמים המשתייכים לממלכת בעלי החיים נושמים חמצן, וזקוקים לו כדי להתפתח. הנחה זו נסמכה בין היתר על העובדה שמדובר באורגניזמים רב-תאיים ומפותחים יחסית, שהופיעו לראשונה על כדור הארץ כשרמת החמצן באוקיינוסים עלתה.

החוקרים משערים כי ייתכן שהטפיל 'ויתר' על הנשימה במהלך האבולוציה שלו, מכיוון שבסביבתו הטבעית, בעיקר בתוך רקמת השריר של הדג, החמצן אינו נגיש. "עדיין לא ברור לנו איך הוא מייצר לעצמו אנרגיה כדי לחיות," אומרת פרופ' הושון. "ייתכן שהוא נוטל מתאי הדג הפונדקאי מולקולות של מקור האנרגיה ATP, וייתכן שהוא נושם נשימה אנאירובית, כלומר נשימה ללא חמצן, המאפיינת בדרך כלל אורגניזמים זעירים שאינם מוגדרים כבעלי חיים."

לדברי פרופ' הושון יש לתגלית משמעות מיוחדת לחקר האבולוציה: "בדרך כלל מקובל לחשוב שבמהלך האבולוציה האורגניזמים נהיים מורכבים וסבוכים יותר, ושיצורים חד-תאיים או בעלי תאים בודדים הם פשוטים וקדומים יחסית. אך כאן לפנינו יצור שהתהליך האבולוציוני שלו היה הפוך ככל הנראה. מכיוון שהוא חי בסביבה נטולת חמצן, הוא השיל מעצמו גנים מיותרים האחראים על הנשימה האירובית, והפך לאורגניזם פשוט יותר. מבחינתו, לגנום קטן ופשוט יש יתרונות משמעותיים, מכיוון שהוא מאפשר לטפיל לשכפל את עצמו מהר יותר. ולסיכום: מסתבר שגם באבולוציה לפעמים פחות זה בעצם יותר…"

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

15 תגובות

  1. אם הוא מקבל אנגריה מ ATP זה אומר שהוא כן משתמש בחמצן כדי לחיות. אי אפשר לייצר ATP בלי חמצן. מכיוון שהוא כל כך קטן במקום לנשוף לבד הוא נעזר בסלמון כדי לנשום במקומו.

  2. יואב, תודה על התגובה העניינית.
    נראה שקראת בעיון את תגובתי.

    אני לא ביולוג אבל המשפט הבא שלך לא מסתדר לי:
    "נשימה אירובית אינה תהליך הכנסת חמצן לגוף, אלא פירוק של מולקולות גלוקוז, בתהליך יחסית מורכב הדורש חמצן, בשביל יצור אנרגיה"

    אתה כותב שמדובר בתהליך הדורש חמצן אז זה אומר לי שכן נדרש להכניס חמצן.

    אלי

  3. תגובה לאלי:
    אני מצטער לומר, אבל אתה פשוט טועה. "נשימה אירובית" אינה תהליך הכנסת חמצן לגוף, אלא פירוק של מולקולות גלוקוז, בתהליך יחסית מורכב הדורש חמצן, בשביל יצור אנרגיה. (אני לא מדייק, נשימה אירובית זה פירוק התוצר של פירוק הגלוקוז, שאני חושב שקוראים לו חומצה פירובית). אם יצור אינו עושה את התהליך הזה, זה אומר שהתאים שלו לא צורכים חמצן לייצור אנרגיה (אולי הם משתמשים באחד מסוגי התסיסה שחיידקים בעיקר משתמשים בהם) והוא לא חי בנוכחות חמצן בכלל, אז אין סיכוי שהוא משתמש בחמצן בצורה אחרת. האמת, התיאוריה שהוא בונה ATP מתאים סמוכים נשמעת ממש מעניינת, אבל אני תוהה איך הוא יכול לעשות את זה, היות שATP לא אמורים לצאת מהתאים שלהם בכלל

  4. תגובות יפות ,הבנתי שלי בשני הסברים שיכולים שזה "האנרגיה שלו" והכותרת של הכתבה זאת.

    הטפיל הזה שאולי הוא בעל-חיים הראשון שהוקם פחמן דו-חמצני כמו הצמחים שמבחוץ נראה בעל-חיים אך לבנים נראה כצמח .

    זה יכול להיות שמה אני אומר לא נכון אך אולי זה נכון ,כאשר כתבו פטריות ועוד שאינם בעל-חיים אז הטפיל זה הזה אולי חצי צמח חצי בעל-חיים.

  5. אבל אני לא מבין. יש יצורים אן אירוביים שמקבלים חנקן או גופרית במקום חמצן. כלומר תהליך הנשימה שלהם הוא חנקן או גופרית. כלומר מה בעצם התכלית?

  6. אולי כדאי לתקן את הכתבה וגם לשנות את הכותרת ל:
    "התגלה בעל החיים הראשון בעולם שאינו נושם חמצן בדרך המוכרת לנו"

    פירוט:

    להבנתי, הבדיקה של החוקרים מצאה כי "אין לו כלל גנים הקשורים לנשימה אירובית".
    אבל אולי היצור הזה נושם או מקבל חמצן בדרך אחרת שלא מוכרת לנו.

    זה קצת מזכיר לי את הבדיחה על המדען שחתך לחרגול את הרגליים ואמר לו לקפוץ.
    החרגול לא קפץ אז המדען הבין מזה שהחרגול שומע עם הרגליים שלו.

    אולי פשוט עדיף להכניס את היצור הזה לסביבה מבוקרת דומה לסביבה שלו אבל ללא חמצן ואז
    לראות כמה זמן הוא ממשיך לחיות. האם זה לא ניסוי טוב יותר ופשוט יותר?
    אולי החוקרים האלו עשו גם את הניסוי הזה, אבל זה לא מופיע בכתבה הזאת.

    בעצם, אולי גם עם הניסוי הפשוט שהצעתי יש בעיה.
    אולי היצור הזה יודע למרות המבנה הכל כך בסיסי שלו ליצור חמצן מהחומרים שנמצאים סביבו
    ולהשתמש בחמצן הזה בדרך אחרת שלא מוכרת לנו.

    אלי איזק
    קצת פרטים על התעללות האנושות בבעלי החיים (אל תעשו כלום, רק אל תגידו לא ידענו):
    https://eisaak123.wixsite.com/animals
    קצת עליי:
    https://eisaak123.wixsite.com/privatelessons

  7. גם המושג "בעל חיים" בעברית בעייתי.
    מדובר כאמור בטפיל שעם הזמן איבד את הצורך והיכולת להשתמש בחמצן כמקור אנרגטי.
    מעניין אם יש לו שריד של מיטוכונדריה

  8. מכיוון שהכתבה לא מדברת על ביקוע גרעיני בו חלק קטן מהחומר הופך לאנרגיה, אין מקום להשתמש במונח "מייצר אנרגיה". מן הסתם הכוונה היא שהתאים מפיקים אנרגיה (כימית).

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן